Фазорегулятор Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники, предна начено для получения двух гармоничес ких сигналов с регулируемым значением угла сдвига фаз между ними и может быть использовано, в частности, при калибровке низкочастотных фазометров и аппаратуры гармонического анализа. Известно устройство, содержащее привод, корпус, генератор гармрничес ких функций и фазовращатель, имеющий неподвижный и подвижный лимбы. Непод вижный осветительный блок, установленный межву вращающимися пластина ми рервого и второго светового модулятора, перекрывающих световые потоки, псступающие на две пары идентичных фотоприемников, включенных в схемы мостсж , эксцентрик, сочлененный с подвижным лимбом, на котором распола гается первый световой модулятор, связанный с валом второго светового модулятора посредством карданной передачи и мелкошлицевого соединения 1. Недостатком этого устройства является следующее: ) конструктивная сложность, заключающаяся в наличии ряда дополни тельных . элементов (карданная передача, мелкошлицевое соединение и другое) , не участвующих активно в процессе генерирования гармонических колебаний и регулирования угла сдвига фаз между ними, но Вносящих погрешности в работу; 2) наличие двух световых модуляторов со светонепроницаемыми профилями, что, за счет погрешностей несоответствия параметров светонепроницаемых профилей друг другу, искажает идентичность гармонических сигналов, а это уменьшает точность регулирования угла сдвига фаз. Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение точности работы гармонического фазорегулятора . Поставленная цель достигается тем, что в фазорегуляторе, содержащем привод, цилиндрический корпус, центральный вал, ртсчетное устройство, состояшее из шкалы на корпусе и нониусного указателя, световой модулятор в виде прозрачного диска со светонепроницаеMtJM эксцентричным профилем, расположенный между элементами двух оптоэлектронных пар, каждая кз которых йЭпрлнена в виде осветителя с линей нЖкбнденсатЬрбм и блока из двух фотореэисторов, причем элементы первой опто-электронной пары размещены неподвижно на корпусе, фотореЭис оры вклинены пбпарно в а ктйвные плечй двух дифференциальных мостов постоян Ното тока, а выходная диагональ пер; вого моста соединена-с выходом фазорегулятора/элементы второй оптоэлектронной пары размещены на пово рЪтном узле, жестко сочлененном с но ниусным указателем отсчетного устрой ства и с осьюгговорота, совпадаЩей с осью центрального вала, при этсм -айхЪднаядйагонал второго моста с фотррезисторами этой опто-электронной пары соединена с выходом фазорегулятора через дополнительно введенный переКлгочатеЛь полярности ;/ На фиг. 1 изображен внешний вид фазорегулятора, на фиг. 2 представле на структурная электрическая схта устройства, на фиг, З показан общий вид светового модулятЪра и элементы бтсчетнЙго Vcтpoйcтвa. Ф а 3 Орёг УЛ и т ор он т из оп тик омеханической и электрическойчастей. Оптико-механическая часть (фиг.) включает привод 1, цилиндрический корпус проходящим по центру валсм 3, на котором жестко закреплен световой модулятор 4 со светонепро ницаЪиым профилем, поворотный узел 5 бтсчётное ус ро1 сгВб,СОсТбШеётлэ нониусного указателя 6 и шкалы 7, Я&ё оп оэл е«тронные пиры, расположен ;Ше еимметрично относительно оси вала 3 и сОдёр кащйе соотвётственно: 11ёрва.я - осветитель S с линейньлм кон денсатором 9 и блок 10 из двух фот орезисторов (Ф и Ф), онаразмещена Неподвижно на боковых стенках корпуса 2, а вторая - осветитель 11, с линейным конденсаторам 12 и блок 13 из двух фоторезисторов (ф и Ф4) - она размещена на поворотном узле 5, Г1лс №бс № светонёпрбйШаеМбго профиля светового модулятора 4 совпадает с фокальными линиями конденсаторов 9 и 12, а се Ьедины блоков 10 и 13 лежат на оптических осях осветителей 8 и 11, которые параллельны «DCи, вала 3 Электрическая (фиг, 2) вклго ; «г1М йва йдёнтт чньах 1тостоянн6г6 т.ока 14 и 15 , с $о торезйсторами 16 - 9 в активных и pesWcторами R - Нд е пассивных плечах. Вхййнйё Диагонали мостов подключены кисточнику постоянного напряжения U а йх вкссодные диагонали соединены с вькодсм гармонического фазорегулятора , причал моста 14 - непосредстйенно, а моста 15 - через дополнительно введенный-переключатель полярности 2 Световой модулятор (фиг. 3) представляет собой диск 21 из прозрачно ° FS™матёрйГаЛа с распЬлШсён ньой на йем

Ma,: ii:i-:. .:, ,.: светонепроницаемым профилем 22 гар- , ионической (например, синусоидальной sin cut) функцииосновной гармоники, построенной в }1олярн1лх координатах относительно начальной окружности, радиус которой (г) равняется расстоянию от оси вращения до линии взаимного соприкосновения фоторезисторов в кажпам из блоков 10 и 13 и амплитудой, равной расстоянию между серединами светочувствительных площадок этих фоторезисторов, Шкала 7 отсчетного устройства имеет вид полуокружности, оцифровка ее выполнена двойной И соответствует диапазону изменения фаэовбго сдвига f от 0°до ЗбО при деух положениях переключате ля полярности ..6 - согласном (I) и встречн.ом (II) .Поворотный узел 5 совместно со шкалой 7 и указателем б образуют элементы фазорегулирования. Фазорегулятор работает следующим образом. ,.. .Посредством привода 1 валу 3 сообйаетсяравнояёрйое в ращение суг- ловой скоростью (XI, при этом.световой модулятор изменяет по синусоидально-, му зак6ну свётовьте потоки, падаюгдиеот осветителей 8 и 11 через линейные конденсаторы 9 и 12 на. светочувствительные площадки фоторезисторов 16, 17, 18, 19 в блоках 10 и 13, причем дифференциально у фоторезисторов каждого блокам Соответственно изменяются сопротивления фоторезисторов, которб; е-вклйЧёны в активные плечи одинарных мостов 14 и 15, питаемых постояннЬм с.табилйэирбванншл напряжением. и. Согласйо теории омических isittCTOB выходе получаются электрйИСкйе Сигналы, пропорциональные ФуйкЦЖи йэменения сопротивлений активных плеч, в частности, когда блоки фоторезисторов 10 и 13 расположены Строго вза11М&диаметрально относитёЛьнь осй вра1йения светового модулятора 4, элекгрйческие сигналы синфазны, угол сдвига фаз между ними равен нулю (Ч 0°), то есть U., (t) . U(ti sincu(t)., . Требуоный угол фазового сдвига М устанавливается путем поворота узла 5 в п эедёлах 0° -180, то есть смещением второй опто-электронной пары относительно первой, и фиксируется с высокой ;с;тепейыд точности нониусным ука;зателем 7 по шкале 6, Тогда снимаемые с выхода фазорегулятора гармонические сигналы пропорциональны U(tr sino) t и U2(t) sin (u)t + ol При 0 Ч 4 90° и 270° 4 tf $ 360° (0°) выходы мостов 14.и 15 подключаются согласно к выходам фазорегулятора, а при 90° 4 Ч 4 270 встречно, что обеспечивается переключателем пЪ л ярн ос т и 20. Мосты 14 и 15 Содержат элементы с идентичным параметрами, что упрощает их кх:тнровку и исключает погрешности за счет инерционности фотореэисторов на высоких частотах. Масса прозрачного диска 21 на много превышает массу светонепроницаемого профиля 22f поэтому световой модулятор 4 динамически сбалансирован и в силу этого частотный диапазон работы гармонического фазорегулятора простирается практически от нуля до тысяч герц.

.Предложенное устройство отличается простотой конструкции, что облегчает его изготовление и эксплуатацию. Оно позволяет получить два строго аналогичные гармонические колебанияс высокой степенью точности установления угла сдвига фаз между ними в пределах 0° - 360° путем механического смещения поворотного узла относительно начального положения на корпусе (0° на шкале 7) на угол 90 по и ПЕ Отив направления вращения приводного вала, а также за счет включения между выходной диагональю второго моста и выходом фазорегулятора переключателя полярности. При этом процесс регулирования фазового угла ведется В динамическом состоянии без остановки гармонического фазорегулятора, что сокращает время калибровок с его использованием.

Формула изобретения

Фазорегулятор, содержащий привод, цилиндрический корпус, центральный

714308

вал, отсчетное устройство, состоягщее из шкалы на корпусе и нониусного указателя, световой модулятор в виде прозрачного диска со светонепроницаемым зксцеитричным профилем, расположенный между элвиентами двух оптоэлектронньк пар, каждая из которых выполнена в виде осветителя с линейным конденсаторсм и блока из двух фоторезисторов , при этой элементы первой опто-электронной пары размещены неподвижно на корпусе, фоторезисторы включены попарно в активные плечи двух дифференциальных мостов постоянного тока, а выходная диагональ первого моста соедйнена с выходом фазорегулятора, отличающийс я тем, что, с целью упроценйя конструкции и повышения точности работы, элементы второй опто-электронной пары . размещены на поворотном узле, жестко сочлененном с нониусньм указателем отсчетного устройства и с осью поворота, совпадающей с осью центрального вала, при этсм выходная диагональ второго моста/ с фоторезистором этой опто-электронной пары, соединена с выходо фазорегулятора через дополнительно введенный.переключатель полярности.

jQ1 сточники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка № 2512256, кл. G 01 R 33/02, июль 1977, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

330 15t

21

270 30

гг